脂肪替代品在低脂肉制品中的研究进展

王 强，周雅琳，赵 欣，邹 妍，陶兵兵，赵国华，3，*

（1.西南大学食品科学学院，重庆400715；2.重庆第二师范学院生物与化学工程系，重庆400067；3.重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆400715）

在肉制品中，脂肪不仅赋予产品特殊风味、优良质地以及良好的感官特性[1]，而且也是人体能量、必需脂肪酸和脂溶性维生素的主要来源，其在人群中营养膳食中的地位不言而喻。然而，世界卫生组织在近年来发布一系列报告称[2]，有证据表明，膳食中脂类的摄入量与某些慢性疾病（如缺血性心脏病、动脉粥样硬化及某些癌症等）具有显著的正相关性。特别是含有大量饱和脂肪酸的动物脂肪，被认为是引起这些慢性疾病的直接原因。因此，如何降低膳食中动物脂肪的摄入量成为近年来营养学界和食品加工界研究的热点问题，受到越来越多专家学者的关注和研究[3-6]。纵观这些研究不难发现，脂肪替代物有效降低了低脂肉制品的热量值，并有效改善产品持水性、粘度等一系列品质特征。本文依据近年来国内外低脂肉制品的发展现状，简要综述低脂肉制品中脂肪替代物的最新研究进展及发展趋势，以期为相关研究提供参考和依据。

1 低脂肉制品

美国食品和药物管理局（FDA）和美国农业仪器安全与检测部（USDA-FSIS）将低脂肉制品定义为脂肪含量低于10%的肉制品。目前肉制品中脂肪含量大约在20%～30%，主要起乳化、减少成熟流失、改善持水力及咀嚼性等作用[7]。众多研究表明[7-8]，肉制品多汁、滑爽的口感以及良好的弹性及切片性均与肉制品中较高的脂肪含量有关，高脂肉制品的感官优势往往更加明显和突出。此外，脂肪对肉制品的风味[9]也有重要作用，这不仅表现在脂肪自身的风味，还表现在对其他香料释放的影响上。脂溶性食用香料在咀嚼的过程中其风味是逐渐释放出来的，脂肪可以减缓风味的释放，使肉制品风味达到最佳，降低肉制品中的脂肪含量就会破坏这种缓释功能[10]。因此，低脂肉制品的核心问题：一方面是降低肉制品中脂肪的含量，另一方面是关注如何选择合适的脂肪替代物，使之用于低脂食品中维持高脂食品相似的感官性状，从而达到既降低了脂肪含量又弥补了口味的损失，同时又可起到预防疾病（如高血脂、肥胖）的目的。

2 脂肪替代品及其在肉制品中的应用

脂肪替代品根据其组成一般可分为3类：脂肪替代物、脂肪模拟物和复合型脂肪替代物。

2.1 脂肪替代物

脂肪替代物为大分子的化合物，由脂质、合成脂肪酸酯等物质组成，其物理及化学性质类似通常的油脂，且该替代物在冷却及高温时较稳定，可完全替代食品中的脂肪。由于其酯键能抵抗脂肪酶的催化水解，并且不参与能量代谢过程[11]，因此可有效降低食品中热量的摄入。

目前常用的脂肪替代品包括蔗糖聚酯（图1）、霍霍巴油、三烷氧基丙三羧酸酯、羧酸酯、丙氧基甘油酯、二元酸酯和聚硅氧烷等。蔗糖聚酯（Olestra）是其中最有代表性的一类。蔗糖聚酯是脂肪酸或脂肪酸的低级烷基酯与蔗糖直接酯化或酯交换的产物，通常含有6～8个脂肪酸酯化官能团[12]。人体对含有6个脂肪酸的酯类几乎不吸收，所以蔗糖聚酯的热量为0kJ/g，而脂肪的热量为39.58kJ/g。正是基于这一点，蔗糖聚酯既具备脂肪的化学性质，同时其生物功能又有别于普通的油脂，因此适用于各种高脂食品中脂肪的替代。豆玉静等[13]研究发现，蔗糖聚酯替代了蛋糕中的黄油后，蛋糕脂肪含量和热量分别降低了61.1%和466kJ/100g，实验组与对照组蛋糕在气味和口味上不存在显著的差异性（p＞0.05），且两者感官品质较为接近。此外，蔗糖聚酯和传统脂肪一样，还具有亲脂性，可将摄入体内一定量的胆固醇部分溶解，从而降低肠道对胆固醇的吸收[14]。

然而，这类不能产生热的多聚体虽然具有脂肪所有的功能特性，能够应用于各种食品中，但是它存在着无法消化和影响其他物质吸收的问题，因此在食品中无法大比例替代油脂[15]。有研究表明，尽管蔗糖聚酯不会影响胃肠道功能或引起过敏反应，但过量食用会显著降低体重，引起便秘、腹泻、脂溶性维生素的损失、肠痉挛等生理反应[16]。虽然美国FDA已批准蔗糖聚酯可作为公认的安全物质应用在油炸土豆片等快餐食品上，但规定使用蔗糖聚酯必须添加脂溶性维生素，并必须标明大量摄取后有可能会出现消化道不适症状。加拿大和英国的研究机构至今都未将蔗糖聚酯列入食品添加剂的名单。因此，蔗糖聚酯作为脂肪替代品在食品安全毒理性方面尚有待进一步深入研究。

2.2 脂肪模拟物

脂肪模拟物是以蛋白质和碳水化合物为基质，经物理方法处理，充分吸收水分后以水状液体体系的物理特性来模拟脂肪滑润的口感的一类脂肪替代物质。它的热量较低，具有脂肪类似的功能，但在高温下易引起变性[4]和焦糖化[7]，因而不能用于经高温处理的食品，也不能溶解脂溶性风味物质和维生素等，产品主要包括基于蛋白质和基于碳水化合物的脂肪模拟物。

2.2.1 蛋白质为基质的脂肪模拟物 以明胶、大豆蛋白及小麦蛋白等天然高分子蛋白质为原料，通过加热、微粒化、高剪切处理，改变其原有的水结合特性和乳化特性，提供的口感类似于水包油型乳化体系食品中的脂肪，可用来模拟这类食品配方中的脂肪，多用于乳制品、色拉调味料、冷冻甜食等食品中。例如，香肠中添加大豆蛋白+卡拉胶（3∶1，w/w）脂肪模拟物后，肉制品的结构主要取决于模拟物的添加量，模拟量的增加显著（p＜0.05）降低粘度及咀嚼度，大豆蛋白量对产品的硬度起主导作用，且产品的含水率随脂肪含量的降低显著升高[17]。除此之外，西班牙等欧洲国家的学者[18]也先后开展了蛋白质基质模拟物对肉制品理化性质、微生物活性及感官影响等方面的研究，模拟物包括魔芋胶[18]、角叉菜胶[19]、非结晶纤维素凝胶[20]、马铃薯淀粉+刺槐豆胶+角叉菜胶[21]、魔芋胶+橄榄油[22]、柠檬酸盐+羧甲基纤维素+角叉菜胶[23]等。结果认为，蛋白基模拟物可有效降低产品热量值及胆固醇，并抑制产品氧化的程度，提高持水能力以及增加产品硬度，较低水平的模拟量对产品感官性状的影响并不显著（表1）。

表1 蛋白质基质脂代型低脂肉制品最新研究进展Table 1 The progress in low-fat meat production added protein fat replacement

当然，蛋白质基质模拟物在应用上也存在局限性：它们不能用作烹饪油，其产品也不能油炸，这是由于高温会使蛋白质变性，从而失去模拟脂肪的功能。此外，蛋白质容易与一些风味成分发生化学反应，降低或使风味成分丧失，这些反应随所用的蛋白质和食品中其他成分的变化而变化。

2.2.2 碳水化合物为基质的脂肪模拟物 这类脂肪模拟物是指以碳水化合物为主要原料经物理或化学处理而制得的。目前这类模拟脂肪大致分为以下几种类型：淀粉型、纤维素型、半纤维素型、葡萄糖型和混合型，常用种类包括玉米糊精、果胶、麦芽糊精、改性淀粉、谷物纤维、葡萄糖聚合物等。有研究表明，碳水化合物中葡萄糖值（DE）对其模拟脂肪效果有关。杨玉玲等[24]利用籼米为基质，研究在低脂火腿肠替代脂肪对产品品质的影响，结果表明，葡萄糖值为2的脂肪替代品完全可以替代高脂火腿肠中50%脂肪，产品的各项指标与高脂对照样基本一致，随DE值的升高，肉制品硬度、咀嚼性等指标下降，说明碳水化合物模拟效果与其DE值存在某种相关性。此外，作为碳水化合物中重要的成员之一，膳食纤维的不同存在形式也会对其模拟效果产生影响。由于水溶性膳食纤维所形成的网状结构有利于截留大量水分，因此水溶性膳食纤维含量较高的模拟物对肉制品的持水性、弹性等有更明显的改善作用，并且以水状液体体系的物理特性来模拟脂肪滑润的口感，能产生奶油状的润滑感和黏稠度[25]。Galanakis等[26]研究了橄榄膳食纤维水溶性和水不溶性膳食纤维在肉丸中模拟脂肪的效果及其对品质（持水力）的影响。结果表明，持水力较强的水溶性膳食纤维与胡萝卜膳食纤维复合后模拟效果良好，不溶性膳食纤维的模拟效果则不明显。表2列举了膳食纤维模拟物应用于低脂肉品的最新研究进展。

表2 碳水化合物模拟物应用于低脂肉品的最新研究进展Table 2 The progress in low-fat meat production added carbohydrate fat replacement

2.3 复合型脂肪替代物

复合型脂代物是由不同基质来源物按照一定比例结合在一起协同发挥脂肪替代作用的混合物。常见的组成物包括植物蛋白、植物胶、植物油脂、改性淀粉、膳食纤维等。国外的研究机构曾用大豆、变性淀粉、琼脂等研制出一种O/W型乳化液，用同等比例替代蛋黄酱、色拉佐料、三明治浆汁等制品中的大豆油，产品脂肪含量降低67%。由于复合型脂代物的组成比例及种类更多样化，因此研究用哪几种替代品复合以及复合比例对其质构、风味、可接受度等的影响就成为复合型脂代物应用的关键问题[30]。张慧旻等[31]研究了海藻酸钠和结冷胶作为脂肪替代品对低脂肉糜产品的蒸煮损失、保水性和硬度等方面影响，结果显示浓度大于0.25%的结冷胶单独作用于肉糜时，凝胶的蒸煮损失、保水性和硬度均显著降低（p＜0.05）。浓度大于0.5%的海藻酸钠单独作用时，凝胶蒸煮损失和硬度显著降低，保水性显著增加（p＜0.05）。复配后，结冷胶在低浓度（0.25%）时可协同海藻酸钠显著降低凝胶蒸煮损失（p＜0.05），同时有效调控凝胶硬度。同时，复合型脂肪替代物的作用效果也与其本身的物性有关。宗瑜等[32]用分离蛋白、复配亲水胶等研制新型低脂白羽鸡肉丸产品时发现，随着亲水胶的增加，产品的硬度增大，在亲水胶添加量0.3%时硬度达到最大值，随后降低。适量添加复配胶，可以起到胶连、黏接原料颗粒的作用，提高制品的硬度，但是加入过量复配胶时既不能很好地胶连、黏接原料颗粒，也不能提高产品的硬度，可能其本身的物性反而影响原料固有物性的表现。

除此之外，最近有学者[33-38]采用植物油、鱼油等优质油脂复合其他组分降低或优化香肠中脂肪的质量及结构，也取得了明显效果。这些研究发现，用复合型脂代物可显著改善产品胆固醇及饱和脂肪酸含量，提高不饱和脂肪酸比例，且能有效稳定产品的pH（表3）。

表3 复合型脂代物应用于低脂肉的最新研究进展Table 3 The progress in low-fat meat production added mixed fat replacement

2.4 不同种类脂肪替代物及脂代量对低脂肉制品品质的影响

无论是何种脂肪替代物，替代比例都会直接影响产品的各种理化、感官性质。较高比例的脂肪替代量均会降低肉制品的热量值、胆固醇以及脂肪酸的种类和数量，从而影响产品的营养价值。Ruiz-Capillas等[18]用魔芋胶替代50%脂肪量后，产品热量值下降24.5%，胆固醇含量明显减少。对于复合型脂代物来讲，可通过优化脂代物油脂组成的方式弥补营养值缺失的不足。采用魔芋胶和组合油脂（橄榄油、亚麻籽油、鱼油）显著提高了香肠中ALA、DHA、EPA等功能性脂肪酸含量，产品水分活度无显著变化[34]。此外，当脂代物含量水平提高后，产品pH均呈现下降趋势，推测这种变化与脂代物可加速脂肪分解有关，表4列举了不同脂代量对肉制品相关品质影响的研究结论。

表4 不同脂代量对肉制品理化、感官等性质影响的研究进展Table 4 The progress in different level of fat replacement on physicochemical and sensorial analysis of meat

3 展望

低脂肉制品不仅在改善人群健康方面有重要意义，而且高脂食品低脂化是未来食品发展不可逆的主要趋势[41]。目前针对低脂肉制品中脂肪替代物的研究工作已取得了较好的成绩，尽管如此，仍未发现可以完全取代脂肪功能特性与感官特性的单一、理想的脂肪替代物。因此，在保证肉制品营养价值和感官品质双向研究的基础上[42-43]，不断发现新型脂肪替代物，开展对天然油脂（三甘酯）进行部分的分子改性的研究将对功能型、营养型、保健型肉制品的研究具有深远的发展意义和广阔的发展前景。

当然，在发展脂肪替代物的同时，也应该看到脂肪对人体有不可忽略的重要作用，人们仍需适当摄取一定比例的脂肪，满足人体内代谢的需要。因此我们应对脂肪替代物采取正确的态度，进行合理的使用，既避免脂肪过量摄取又保持食品原有风味。所以，今后应在改善现有质构剂和风味剂的基础上开发复合脂肪替代物，优化其油脂组成结构，探寻新的脂肪替代物来源，以满足消费者对健康低脂膳食的迫切需求。

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